1、进程和线程

并行处理:计算机中的并行处理就是同一时刻处理多个任务。

进程:一个进程就是一个程序的运行实例。详细解释就是,启动一个程序的时候,操作系统会为该程序创建一块内存,用来存放代码、运行中的数据和一个执行任务的主线程,我们把这样的一个运行环境叫进程。

Chrome架构:仅仅打开了1个页面,为什么有4个进程

线程:线程是不能单独存在的,它是由进程来启动和管理的。线程是依附于进程的,而进程中使用多线程并行处理能提升运算效率。

  • 进程中的任意一线程执行出错,都会导致整个进程的崩溃。
  • 线程之间共享进程中的数据。
  • 当一个进程关闭之后,操作系统会回收进程所占用的内存。
  • 进程之间的内容相互隔离。

2、单进程浏览器时代

单进程浏览器是指浏览器的所有功能模块都是运行在同一个进程里,这些模块包含了网络、插件、JavaScript 运行环境、渲染引擎和页面等。

Chrome架构:仅仅打开了1个页面,为什么有4个进程

如此多的功能模块运行在一个进程里,是导致单进程浏览器不稳定(插件意外崩溃,渲染引擎模块崩溃)、不流畅(所有页面的渲染模块、JavaScript 执行环境以及插件都是运行在同一个线程中的,这就意味着同一时刻只能有一个模块可以执行)和不安全(插件可以获取到操作系统的任意资源;页面脚本可以通过浏览器的漏洞来获取系统权限的一个主要因素。

3、多进程浏览器时代

  • 解决不稳定:由于进程是相互隔离的,所以当一个页面或者插件崩溃时,影响到的仅仅是当前的页面进程或者插件进程,并不会影响到浏览器和其他页面。
  • 解决不流畅:因为其他页面的脚本是运行在它们自己的渲染进程中的。所以当我们再在 Chrome 中运行上面那个死循环的脚本时,没有响应的仅仅是当前的页面。(当关闭一个页面时,整个渲染进程也会被关闭,之后该进程所占用的内存都会被系统回收。)
  • 解决不安全:沙箱是操作系统给进程上了一把锁,沙箱里面的程序可以运行,但是不能在你的硬盘上写入任何数据,也不能在敏感位置读取任何数据。

4、目前多进程架构

Chrome架构:仅仅打开了1个页面,为什么有4个进程

从图中可以看出,最新的 Chrome 浏览器包括:1 个浏览器(Browser)主进程、1 个 GPU 进程、1 个网络(NetWork)进程、多个渲染进程和多个插件进程。

  • 浏览器进程。主要负责界面显示、用户交互、子进程管理,同时提供存储等功能。
  • 渲染进程。核心任务是将 HTML、CSS 和 JavaScript 转换为用户可以与之交互的网页,排版引擎 Blink 和 JavaScript 引擎 V8 都是运行在该进程中,默认情况下,Chrome 会为每个 Tab 标签创建一个渲染进程。出于安全考虑,渲染进程都是运行在沙箱模式下。
  • GPU 进程。其实,Chrome 刚开始发布的时候是没有 GPU 进程的。而 GPU 的使用初衷是为了实现 3D CSS 的效果,只是随后网页、Chrome 的 UI 界面都选择采用 GPU 来绘制,这使得 GPU 成为浏览器普遍的需求。最后,Chrome 在其多进程架构上也引入了 GPU 进程。
  • 网络进程。主要负责页面的网络资源加载,之前是作为一个模块运行在浏览器进程里面的,直至最近才独立出来,成为一个单独的进程。
  • 插件进程。主要是负责插件的运行,因插件易崩溃,所以需要通过插件进程来隔离,以保证插件进程崩溃不会对浏览器和页面造成影响。

5、未来面向服务的架构

虽然多进程模型提升了浏览器的稳定性、流畅性和安全性,但是带来了一些问题:

  • 更高的资源占用。因为每个进程都会包含公共基础结构的副本(如 JavaScript 运行环境),这就意味着浏览器会消耗更多的内存资源。
  • 更复杂的体系架构。浏览器各模块之间耦合性高、扩展性差等问题,会导致现在的架构已经很难适应新的需求了。

Chrome 整体架构会朝向现代操作系统所采用的“面向服务的架构” 方向发展,原来的各种模块会被重构成独立的服务(Service),每个服务(Service)都可以在独立的进程中运行,访问服务(Service)必须使用定义好的接口,通过 IPC 来通信,从而构建一个更内聚、松耦合、易于维护和扩展的系统,更好实现 Chrome 简单、稳定、高速、安全的目标。

Chrome 最终要把 UI、数据库、文件、设备、网络等模块重构为基础服务,类似操作系统底层服务,下面是 Chrome“面向服务的架构”的进程模型图:

Chrome架构:仅仅打开了1个页面,为什么有4个进程

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